(57)【要約】【課題】出力変動発電装置併設用途においても、ナトリウム−硫黄電池を、常に十分に充電し得る手段を提供すること。【解決手段】ナトリウム−硫黄電池を、一定の充電電力で充電し、その充電中に、一時的で急な電池の内部抵抗の増大が生じ得る場合には、（１）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ１で充電末を判断する。ＶＨ１＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×（Ｒ＋ｆ（ｒＩ））        ・・・（１）      α  ：分極電圧    ｜Ｉ｜：充電電流（絶対値）    ｒＩ  ：定格充電電流に対する、変動した充電電流の比率ｆ（ｒＩ）：補正抵抗      Ｒ  ：電池の内部抵抗（ブロックの抵抗）【選択図】図３Ｂ
2010108717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ個の単電池を直列に接続してストリングを構成し、Ｐ列の前記ストリングを並列に接続してブロックを構成し、そのブロックを基本単位として所定数のブロックを直列に接続したナトリウム−硫黄電池を、一定の充電電力で充電し、その充電中に、次の［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合には（１）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ１で充電末を判断し、［Ａ］及び［Ｂ］の条件が成立しない場合には（２）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ２で充電末を判断するナトリウム−硫黄電池の充電方法。
ＶＨ１＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×（Ｒ＋ｆ（ｒＩ））        ・・・（１）
α  ：分極電圧
｜Ｉ｜：充電電流（絶対値）
ｒＩ  ：定格充電電流に対する、変動した充電電流の比率
ｆ（ｒＩ）：補正抵抗
Ｒ  ：電池の内部抵抗（ブロックの抵抗）
ＶＨ２＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×Ｒ                        ・・・（２）
［Ａ］次の（３）式を満たす。
０．８Ｑｄ＜Ｑｃ                                                ・・・（３）
Ｑｄ  ：充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算放電電気量（Ａｈ）
Ｑｃ  ：充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算充電電気量（Ａｈ）
［Ｂ］次の（４）、（５）、（６）式を全て満たす。
Ｉ＜Ｉｔｄ                                                      ・・・（４）
Ｉｔｄ＜０                                                      ・・・（５）
｜Ｉｔｄ｜／｜Ｉ｜＞０．９                                      ・・・（６）
Ｉ    ：充電電流（測定値）
Ｉｔｄ：１次遅れ要素を含む電流（計算値）
【請求項２】
出力変動する発電装置と電力貯蔵補償装置とを組み合わせて電力系統へ電力を供給する連系システムにおいて前記電力貯蔵補償装置を構成し前記発電装置の出力変動を補償する複数のナトリウム−硫黄電池のうち、特定のナトリウム−硫黄電池を、前記出力変動を補償する役割から外し、請求項１に記載のナトリウム−硫黄電池の充電方法によって充電を行って、充電末に至らしめるナトリウム−硫黄電池の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウム−硫黄電池を充電する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナトリウム−硫黄電池は、自己放電量小、高エネルギー密度、高出力で高速応答可能、メンテナンスフリーといった特長を有する高温二次電池であり、電力貯蔵システムの中心を担う電力貯蔵手段として、その普及が進んでいる。実用化されたナトリウム−硫黄電池は、所定数の単電池を直列に接続してストリングを構成し、所定数のストリングを並列に接続してブロックを構成し、このブロックを基本単位として、所定数のブロックを直列に接続した集合電池を、断熱容器に収容してなるものであり、作動時の電池温度は高温である。
【０００３】
このようなナトリウム−硫黄電池は、例えば、負荷平準化用途に使用される場合には、深夜に充電し昼間に放電する、といった充放電サイクルを、毎日、繰り返すように制御され、運転される。この場合、電池温度の変化もパターン化され、急な変動は生じ難いが、昼間の放電容量を確保するために、夜間に、単電池が故障しない程度の放電深度まで、十分に充電する必要がある。
【０００４】
しかし、充電量を多くしようとして、充電末カット電圧（充電を打切る基準電圧）を高めると、特定の単電池に電圧が集中して単電池が過電圧により故障するおそれがある。反対に、充電カット電圧を低く設定すると、未充電量が増加して、高エネルギー密度というナトリウム−硫黄電池の特長が生かせない。
【０００５】
これに対し、例えば、特許文献１では、第１段階で充電を行って所定電圧に達した後、第２段階で第１段階の充電電流よりも低い電流を通電して更に充電を行う充電方法が提案されている。又、特許文献２では、多段階に分けて充電を行い、電池電圧が各段階で所定電圧に達した後、各段階では一定の充電電力を、段階毎に徐々に低くしていく充電方法が開示されている。
【特許文献１】特許第２８７８５８４号公報
【特許文献２】特許第３５０５１１６号公報
【特許文献３】特開２００８−０８４６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような背景の下、近年になり、ナトリウム−硫黄電池は、風力、太陽光、地熱等から電力を作り出す自然エネルギー発電装置の出力の変動を補償する目的で使用されるようになってきている。ナトリウム−硫黄電池は、既述のように、エネルギー密度が高く、短時間で高出力が可能であり、高速応答性に優れることから、このナトリウム−硫黄電池に、その充電及び放電を制御する双方向変換器を併設し、電力貯蔵システムを構築することによって、数百ｍ秒〜数秒オーダーで起き得る自然エネルギー発電装置の出力の変動を、補償することが可能である。
【０００７】
ナトリウム−硫黄電池が、出力変動の大きな自然エネルギー発電装置と組み合わされて電力貯蔵システムを構成する場合（出力変動発電装置併設用途ともいう）に、自然エネルギー発電装置の発電量は、日々、ナトリウム−硫黄電池を充電末に到達させるほど多くはない場合がある。又、ナトリウム−硫黄電池が充電末に到達すると、その後の発電装置の変動を吸収することが出来ないことから、むしろ充電末に到達しないように充電することが好ましいということも出来る。
【０００８】
ところが、そうすると、負荷平準化用途では行うことが出来た、充電末における放電深度管理値のリセットが行えず、放電深度の積算誤差が累積して、放電深度の管理を精度よく行えなくなるおそれがあり、その結果として、自然エネルギー発電装置の出力の変動を補償することが出来ない場合がある（特許文献３を参照）。
【０００９】
そこで、特許文献３に示されるように、ナトリウム−硫黄電池を系列に分け、特定した系列のナトリウム−硫黄電池を、意図的に、例えば充電末に至らしめ、十分に充電をするとともに、放電深度管理値のリセットを行う提案がなされているが、出力変動発電装置併設用途では、充電末を経たのにも拘らず、想定した放電容量を確保出来ない場合があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、出力変動発電装置併設用途においても、ナトリウム−硫黄電池を、常に十分に充電し得る手段を提供することである。調査、研究が重ねられた結果、出力変動発電装置併設用途のナトリウム−硫黄電池においては、自然エネルギー発電装置の発電状態の急な変化に対応するための出力の急増等が生じたり、負荷平準化用途のようにパターン化された運転がなされないので充電末に近づいたときの電池温度がばらついたり、同じくパターン化された運転がなされず充放電が頻繁に繰り返しなされて電池内の化学的状態（２Ｎａ＋ｘＳ←→Ｎａ２Ｓｘ）が負荷平準化用途とは異なるものとなり、これらによって一時的に急な内部抵抗の増大が生じ、電池電圧（ブロック電圧）が充電末カット電圧に達してしまい、十分な充電がなされていないのではないかと想到するに至った。そして、これを解決する以下の手段を見出し、本発明が完成した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
即ち、先ず、本発明によれば、Ｓ個の単電池を直列に接続してストリングを構成し、Ｐ列のストリングを並列に接続してブロックを構成し、そのブロックを基本単位として所定数のブロックを直列に接続したナトリウム−硫黄電池を、一定の充電電力で充電し、その充電中に、次の［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合には（１）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ１（Ｖ）で充電末を判断し、［Ａ］及び［Ｂ］の条件が成立しない場合には（２）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ２（Ｖ）で充電末を判断するナトリウム−硫黄電池の充電方法が提供される。
ＶＨ１＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×（Ｒ＋ｆ（ｒＩ））        ・・・（１）
α  ：分極電圧（Ｖ）
｜Ｉ｜：充電電流（Ａ）（絶対値）
ｒＩ  ：定格充電電流に対する、変動した充電電流の比率
ｆ（ｒＩ）：補正抵抗（Ω）
Ｒ  ：電池の内部抵抗（ブロックの抵抗）（Ω）
ＶＨ２＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×Ｒ                        ・・・（２）
［Ａ］次の（３）式を満たす。
０．８Ｑｄ＜Ｑｃ                                                ・・・（３）
Ｑｄ  ：充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算放電電気量（Ａｈ）
Ｑｃ  ：充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算充電電気量（Ａｈ）
［Ｂ］次の（４）、（５）、（６）式を全て満たす。
Ｉ＜Ｉｔｄ                                                      ・・・（４）
Ｉｔｄ＜０                                                      ・・・（５）
｜Ｉｔｄ｜／｜Ｉ｜＞０．９                                      ・・・（６）
Ｉ    ：充電電流（測定値、（Ａ））
Ｉｔｄ：１次遅れ要素を含む電流（計算値、（Ａ））
【００１２】
充電中に充電末カット電圧ＶＨ１（又はＶＨ２）で充電末を判断するとは、充電中の電池電圧（例えばブロック電圧）が充電末カット電圧ＶＨ１（又はＶＨ２）に等しくなったことをもって充電末と判断することを意味する。即ち、充電中に電池の開路電圧は測定出来ないので、分極電圧と内部抵抗による電圧上昇分を考慮して、充電中の電池電圧によって、充電末を判断する。（２）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ２は、特許文献１，２に開示されているように、従来、充電末の判断に利用されているものである。
【００１３】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法において、（１）式及び（２）式における２．０７５は、充電末の単電池の開放電圧であり、単位は（Ｖ、ボルト）である。分極電圧αは、充電末における内部抵抗の増加から求めた電圧であり、その値は、通常、０．０２〜０．１５（Ｖ）である。積算充電電気量（Ａｈ）は、放電開始時にリセットするものとする。
【００１４】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法におけるＶＨ１とＶＨ２との違いは、（１）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ１では、内部抵抗Ｒに、定格充電電流に対する（変動した）充電電流の比率ｒＩの関数で求まる補正抵抗ｆ（ｒＩ）を加算している点である。現に定格電流で充電しているならば、比率ｒＩは１である。
【００１５】
本明細書において、電流は、放電電流を正の値、充電電流を負の値とする。換言すれば、電流は、充電の方向において負の値であり、放電の方向において正の値であり、充電電流は、（その充電の方向において）負の値である。
【００１６】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法は、一定の充電電力で充電し、その充電中に、上記［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合には上記（１）式で求まる充電末カット電圧ＶＨ１（Ｖ）で充電末を判断するが、この充電末は、現に用いた充電電力では、これ以上充電すると過充電になることを意味しており、充電電力を下げれば、充電を継続することは可能である。即ち、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法は、ある一定の充電電力で充電中の充電末を判断する手段であるということが出来る。従って、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法は、充電電力を変える充電方法である、例えば、充電特許文献１に開示された２段階充電方法や、特許文献２に開示された多段階充電方法に、適用することが可能である。
【００１７】
次に、本発明によれば、出力変動する発電装置と電力貯蔵補償装置とを組み合わせて電力系統へ電力を供給する連系システムにおいて電力貯蔵補償装置を構成し発電装置の出力変動を補償する複数のナトリウム−硫黄電池のうち、特定のナトリウム−硫黄電池を、出力変動を補償する役割から外し、上記したナトリウム−硫黄電池の充電方法によって充電を行って、充電末に至らしめるナトリウム−硫黄電池の運転方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法では、［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合に、充電末を判断する充電末カット電圧ＶＨ１を、従来の充電末カット電圧ＶＨ２より補正抵抗ｆ（ｒＩ）の分だけ大きくしているので、充電中に、一時的で急な電池の内部抵抗の増大が生じても、電池電圧（ブロック電圧）の監視によって充電末を適切に判断することが可能であり、十分な充電量を確保することが出来る。従って、出力変動発電装置併設用途においても、想定した放電容量を確保することが出来、自然エネルギー発電装置の出力の変動を補償することが可能である。
【００１９】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法では、充電末を判断するに際し、従来の充電末カット電圧ＶＨ２より補正抵抗ｆ（ｒＩ）の分だけ大きな充電末カット電圧ＶＨ１を採用するのは、［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合だけであるので、充電中に、一時的で急な電池の内部抵抗の増大が生じない場合に、過充電がなされるおそれはなく、従来通り、電池電圧（ブロック電圧）を充電末カット電圧ＶＨ２と比較して、充電末を判断することが可能である。
【００２０】
即ち、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法では、［Ａ］又は［Ｂ］の条件が成立する場合に、一時的で急な電池の内部抵抗の増大が生じるものと条件付けている。これは、ナトリウム−硫黄電池の運転データの解析によって導かれた本発明の要件であり、一時的で急な電池の内部抵抗の増大が生じる原因は定かではないが、特に出力変動発電装置併設用途のナトリウム−硫黄電池において、（ａ）自然エネルギー発電装置の発電状態の急な変化に対応するための出力の急増等が生じる、（ｂ）負荷平準化用途のようにパターン化された運転がなされないので充電末に近づいたときの電池温度がばらつく、（ｃ）充放電が頻繁に繰り返しなされて電池内の化学的状態（２Ｎａ＋ｘＳ←→Ｎａ２Ｓｘ）が負荷平準化用途とは異なるものとなる、といった現象が起こり、これらが一時的で急な内部抵抗の増大原因になっていると推定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明の要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００２２】
先ず、図１及び図２を参酌して、ナトリウム−硫黄電池の構成、用途を例示し、動作について説明する。図１は、ナトリウム−硫黄電池の基本単位であるブロックの一例を示す回路図である。図２は、ナトリウム−硫黄電池を主構成機器とする電力貯蔵補償装置と、出力が変動する発電装置と、を有する連系システムの一例を表すシステム構成図である。
【００２３】
ナトリウム−硫黄電池３は、単電池をＳ個直列に接続してストリングを構成し、このストリングをＰ列並列に接続してブロックを構成し、そのブロックを基本単位として、所定数を直列に接続した集合電池を断熱容器内に収容し、２８０〜３６０℃の高温で作動させるものである。
【００２４】
電力を貯蔵し出力することが可能な二次電池であるナトリウム−硫黄電池３は、例えば図２に示される連系システム８における電力貯蔵補償装置５を構成する。連系システム８は、風の力を風車の回転に変え発電機を回す複数の風力発電装置７（自然エネルギー発電装置）と、複数の電力貯蔵補償装置５と、を有し、その電力貯蔵補償装置５には、ナトリウム−硫黄電池３の他に、直流／交流変換機能を有する双方向変換器４と、変圧器９と、が備わる。双方向変換器４は、例えばチョッパとインバータあるいはインバータから構成することが出来る。
【００２５】
連系システム８では、電力貯蔵補償装置５のナトリウム−硫黄電池３が放電を行い、その放電による電力計４２で測定される電力ＰＮが、風力発電装置７により発電され出力された電力（電力計４３で測定される電力ＰＷ）の変動を補償する。その結果、連系システム８全体としての合成出力（電力計４１で測定される電力ＰＴ）は、ＰＴ＝ＰＷ＋ＰＮ＝一定（ＰＮ＝ＰＴ−ＰＷ）となる。換言すれば、そうなるように、ナトリウム−硫黄電池３の充放電（即ち電力ＰＮ）を制御し、連系システム８全体の合成出力（電力ＰＴ）を安定させて、例えば配電変電所と電力需要家間の電力系統１に供給する。
【００２６】
ナトリウム−硫黄電池３を放電する場合、充電する場合の何れの場合も、電力貯蔵補償装置５において、風力発電装置７からの出力（電力ＰＷ）に基づき、その出力を補償する電力を入力又は出力させるように、双方向変換器４の（電池出力）制御目標値を変更することによってナトリウム−硫黄電池３を充電又は放電させ、風力発電装置７の出力変動を吸収することが出来る。電力貯蔵補償装置５を構成するナトリウム−硫黄電池３の放電深度が正確に管理出来なくなると、風力発電装置７の出力を補償出来なくなってしまうため、ナトリウム−硫黄電池３の放電深度を正確に管理する必要がある。
【００２７】
次に、引き続き図１及び図２を参酌して、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の運転方法について説明する。複数の風力発電装置７と、複数の電力貯蔵補償装置５と、を組み合わせて電力系統１へ電力を供給する連系システム８において、複数の電力貯蔵補償装置５を構成する複数のナトリウム−硫黄電池３は、通常、自らの放電深度を正確に管理し、風力発電装置７の出力変動を補償するため、充放電を繰り返す動作をする。
【００２８】
しかし、放電深度は、制御機器において電流値の加減による積算で管理されるため、充放電を繰り返していると誤差が累積して、放電深度を正確に管理出来なくなる。
【００２９】
そこで、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．ｑの電力貯蔵補償装置５に備わるナトリウム−硫黄電池３のうち、特定のナトリウム−硫黄電池３（電力貯蔵補償装置５）を、出力変動を補償する役割から外し、充電を継続させる。そして、充電末を判断すべき充電末カット電圧（単にカット電圧ともいう）まで、電池電圧を至らしめるが、この際に、後述する本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法を適用する。そして、適切に充電末に到達させ、そこで放電深度の管理値を０（Ａｈ）にリセットする。
【００３０】
放電深度の管理値をリセットしたナトリウム−硫黄電池３には、再び、風力発電装置７の出力変動を補償するため、充放電を繰り返す動作をさせる。放電深度が正確に管理されているため、突然に、充電末又は放電末になることはあり得ず、常に風力発電装置７の出力を補償することが可能である。
【００３１】
次に、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法について説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法の一実施形態を示すグラフであり、充電末における電池電圧の経時的変化を示している。図３Ａは一時的で急な内部抵抗の増大が起こらない場合、図３Ｂは一時的で急な内部抵抗の増大が起こる（起こった）場合、をそれぞれ表している。
【００３２】
ナトリウム−硫黄電池の充電動作においては、例えば、ブロック電圧Ｖｂ（図１を参照）を監視して、充電時の充電末カット電圧との比較により、充電末を判断する。ナトリウム−硫黄電池の充電を継続し、充電末に近づくと、内部抵抗の上昇に伴って、電池電圧（ブロック電圧Ｖｂ）は上昇するが、一時的で急な内部抵抗の増大が起こらない場合には、一時的で急な電池電圧の増大も起こらず（図３Ａを参照）、この場合の充電末カット電圧ＶＨ２は、次の（２）式で規定される。
ＶＨ２＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×Ｒ                        ・・・（２）
【００３３】
一方、充電末に近づいたときに、一時的で急な内部抵抗の増大が起こる場合には、それによって一時的で急な電池電圧の増大が起こり（図３Ｂを参照）、この場合には、（２）式における内部抵抗Ｒに、定格電流（定格充電電流）に対する（変動した）充電電流の比率ｒＩの関数で求まる補正抵抗ｆ（ｒＩ）を加算し、充電末カット電圧ＶＨ２より大きな充電末カット電圧ＶＨ１で充電末を判断する。充電末カット電圧ＶＨ１は、次の（１）式で規定される。
ＶＨ１＝（２．０７５＋α）×Ｓ＋｜Ｉ｜×（Ｒ＋ｆ（ｒＩ））        ・・・（１）
【００３４】
補正抵抗ｆ（ｒＩ）は、定格電流（定格充電電流）に対する（変動した）充電電流の比率ｒＩの関数として求められる。図４は、補正抵抗ｆ（ｒＩ）の値を求めるための図であり、定格充電電流に対する（現在の）変動した充電電流の比率（比率ｒＩ）と、電池の内部抵抗に対する加算すべき補正抵抗の比率と、の関係を表すグラフである。ここでいう電池の内部抵抗は、一時的で急な内部抵抗の増大が起こらない場合の電池の内部抵抗Ｒであり、補正抵抗は補正抵抗ｆ（ｒＩ）である。図４に示されるように、ｘ軸で表される前者（比率ｒＩ）を比率ｘとし、ｙ軸で表される後者を比率ｙとしたとき、両者は比例関係にあり、ｙ＝０．１５８ｘで表される。例えば、定格電流に対し８０％の電流で充電する場合には、（加算すべき）補正抵抗ｆ（ｒＩ）は内部抵抗Ｒの１２．６％（＝０．１５８×８０％）となる。尚、補正抵抗ｆ（ｒＩ）は、経年劣化に伴って上昇する内部抵抗Ｒの半値を上限値とすることが望ましい。即ち、ｆ（ｒＩ）／Ｒ≦０．５であることが望ましい。
【００３５】
電池の充放電状態から、一時的で急な内部抵抗の増大が起こる場合を判断することが出来る。それは、充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算放電電気量Ｑｄ（Ａｈ）と、充電末を判断しようとするときから遡って２４時間以内の積算充電電気量Ｑｃ（Ａｈ）とが、次の（３）式を満たす場合である。これは、充放電が頻繁に繰り返しなされた結果として形成された電池内の化学的状態（２Ｎａ＋ｘＳ←→Ｎａ２Ｓｘ）に基づくものと考えられる。
０．８Ｑｄ＜Ｑｃ                                                ・・・（３）
【００３６】
又、充電電流の変動から、電池電圧（ブロック電圧Ｖｂ）が如何に変化しているかを捉えて、これが一時的で急な増大を生じている場合に、充電末カット電圧ＶＨ１で充電末を判断することが出来る。具体的には、充電電流Ｉ（Ａ）を測定し、これから１次遅れ要素を含む電流Ｉｔｄ（Ａ）を求め、次の（４）、（５）、（６）式を全て満たす場合に、充電末カット電圧ＶＨ１で充電末を判断する。
Ｉ＜Ｉｔｄ                                                      ・・・（４）
Ｉｔｄ＜０                                                      ・・・（５）
｜Ｉｔｄ｜／｜Ｉ｜＞０．９                                      ・・・（６）
【００３７】
電流Ｉｔｄ（Ａ）を求める際の、１次遅れ要素における時定数として、電流変動時における変動量に対し６３．２％に到達する時間を設定することが出来る。これは、立ち上がり（０％）時の傾斜のまま最終点（１００％）まで到達したと仮定した時間で時定数を表現したとき、一般的に一次遅れの計算式から時定数に相当する時間経過したときの値を求めると、６３．２％になるからである。電流変動時における変動量に対し６３．２％に到達する時間（時定数）は、例えば１０００〜１２００秒とすることが好ましく、より好ましい時間（時定数）は１１００秒である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法は、風力、太陽光、地熱等の自然エネルギーを用いた、出力が変動する発電装置と、電力貯蔵補償装置と、を組み合わせて電力系統へ電力を供給する連系システムにおいて、上記電力貯蔵補償装置を構成するナトリウム−硫黄電池を充電する方法として利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ナトリウム−硫黄電池の基本単位であるブロックの一例を示す回路図である。
【図２】ナトリウム−硫黄電池を主構成機器とする電力貯蔵補償装置と、出力が変動する発電装置と、を有する連系システムの一例を表すシステム構成図である。
【図３Ａ】本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法の一実施形態を示す図であり、一時的で急な内部抵抗の増大が起こらない場合の、充電末における電池電圧の経時的変化を表したグラフである。
【図３Ｂ】本発明に係るナトリウム−硫黄電池の充電方法の一実施形態を示す図であり、一時的で急な内部抵抗の増大が起こる場合の、充電末における電池電圧の経時的変化を表したグラフである。
【図４】一時的で急な内部抵抗の増大が起こる場合における補正抵抗ｆ（ｒＩ）の値を求めるための図であり、定格充電電流に対する（現在の）変動した充電電流の比率と、（一時的で急な内部抵抗の増大が起こらない場合の）電池の内部抵抗に対する加算すべき補正抵抗の比率と、の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  電力系統
３  ナトリウム−硫黄電池
４  双方向変換器
５  電力貯蔵補償装置
７  風力発電装置
８  連系システム
９  変圧器
４１，４２，４３  電力計
【図１】
2010108717.tif 000003
【図２】
2010108717.tif 000004
【図３Ａ】
2010108717.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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